MEDIÇÃO DE VAZÃO POR REBAIXAMENTO DO NÍVEL

 MEDIÇÃO DE VAZÃO POR REBAIXAMENTO DO NÍVEL

Diego Cunha; Jehrann França; Jorge Neto; Lucas Oiveira

Centro Universitário Católica de Santa Catarina – Campus Joinville

Engenharia Produção – Disciplina de Fenômenos dos Transportes

1 INTRODUÇÃO

A medição e controle da vazão tem grande importância e está presente nos diversos setores da indústria, comércio e agricultura. O objetivo deste experimento é determinar a vazão em orifícios com diâmetros diferentes, através da medida do rebaixamento de um reservatório.

2 REVISÃO DA LITERATURA

Primeiramente devemos entender o que é vazão. Vazão é a quantidade de fluido que percorre em um determinado ambiente por unidade de tempo. Podemos definir vazão em dois tipos: Vazão volumétrica e vazão mássica, onde vazão volumétrica é a quantidade espacial ocupada pelo fluido nas três dimensões (X, Y, Z) por unidade de tempo, este pode ser calculado caso saiba a velocidade do fluido e a área de seção transversal que ele passa, conforme a equação a seguir: (a) de tempo, conforme a formula a seguir: (b)

(a)[pic 2]                        (b)[pic 3]

Um conceito importante que deve ser ministrado é o vena contracta, é um estreitamento das linhas de corrente de um fluido após uma diminuição súbita da largura do canal de escoamento. Acontece porque o fluxo não pode alterar de direção de forma rápida a ponto de encher todo o espaço que foi criado, por isso acontece uma separação interna de fluxo no local, conforme Figura 1.

Figura 1: Vena Contracta[pic 4]

        Os orifícios são aberturas que podem existir em diferentes formas geométricas, são muito aplicadas em reservatórios e tanques para o controle de vazão. A partir do emprego dele pode-se calcular por exemplo através de conceitos de hidrodinâmica a sua velocidade teórica, verificando por Bernoulli que sempre será v= 2gz. No que se refere a trajetória das partículas quando para o orifício, nota-se que o seu perfil é curvilíneo. Na saída a trajetória do fluído é alterada, o jato é “contraído” em um pequeno espaço além do orifício. Após ele retorna a trajetória curvilínea.

3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Preparação: Medir a área transversal A do reservatório superior. Se o usuário considerar significativo, descontar a área transversal da chapa de acrílico interna. Instalar um dos orifícios. Fechar a válvula de entrada e acionar a bomba. Abrir a válvula até encher o reservatório superior sem transbordamento.

Medida da Vazão: A vazão média será calculada cronometrando-se o tempo Δt para o nível do reservatório rebaixar entre dois pontos h1 e h2 pré-determinados, utilizando a equação:

A vazão média será calculada cronometrando-se o tempo Δt para o nível do reservatório ser rebaixado entre dois pontos, ex: h1 e h2, utilizando a equação:

Demonstrar a curva da Vazão (L/min) por h (cm) para os diferentes orifícios utilizados no experimento.

[pic 5][pic 6]

Também deve ser anotado o alcance do jato d’água para cada nível de rebaixamento, e junto dos demais dados recolhidos, determinar a velocidade real e o coeficiente de velocidade Cv em cada uma das medições.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Orifício 8mm

	Altura (m)	∆h (m)	Tempo (s)	∆t (s)	Área (m²)	Vazão Q (L/s)	Vazão Teórica (L/s)
1	1	----	0	----	----	0,00000	0,18495
2	0,9	0,1	72	72	0,08	0,00011	0,00017
3	0,8	0,1	150	78	0,08	0,00010	0,00016
4	0,7	0,1	236	86	0,08	0,00009	0,00014
5	0,6	0,1	332	96	0,08	0,00008	0,00012
6	0,5	0,1	445	113	0,08	0,00007	0,00010

[pic 7]

Orifício 12mm

	Altura (m)	∆h (m)	Tempo (s)	∆t (s)	Área (m²)	Vazão Q (L/s)	Vazão Teórica (L/s)
1	1	----	0	----	----
2	0,9	0,1	30	30	0,08	0,00027	0,00038
3	0,8	0,1	64	34	0,08	0,00024	0,00035
4	0,7	0,1	104	40	0,08	0,00020	0,00031
5	0,6	0,1	144	40	0,08	0,00020	0,00027
6	0,5	0,1	194	50	0,08	0,00016	0,00022